Zeitansage

Juli 2017

Ausgangssituation

Für unser jährliches Bastlertreffen wollte ich mal wieder was hübsch sinnloses zusammenstricken. Diesmal habe ich eine Zeitansage gebaut. Das ist ein Gerät, welches auf Knopfdruck sagt, wie spät es ist. So wie früher die Zeitansage im Telefon.

Eingabaut habe ich das Ganze in ein Abflussrohr und auf dem Bastlertreffen dann auch im Klo installiert (ohne es an die Toilette anzuschließen). Nachdem das Klo dann doch deutlich gemieden wurde, habe ich das Rohr in meinem Pavillon aufgestellt und einen Grobhandtaster angeschlossen.

Auf Knopfdruck wird die Zeit dann einmal laut angesagt. Danach brabbelt das Rohr permanent leise vor sich hin.
Aufgrund von unzähligen elektromagnetischen Störungen hat das allerdings nicht funktioniert (hier zu Hause klappt das problemlos).

Deshalb hat der Kasten in der 2. Nacht laut durchgelabert, was einige der Zeltenden dann doch als eher störenden Service empfanden. Das Innenleben sieht natürlich abenteuerlich aus, da das Ding ja nur 1x gebraucht wird:

Besaftung

Die Spannungsversorgung besteht aus 8 Monozellen in einem PVC-Rohr. Die passen da recht genau rein.

Im Deckel befindet sich eine federbelastete Messingschraube als Kontakt

Blöderweise ist mir das Rohr einmal runtergefallen und dabei wurden alle Monozellen zusammengestaucht. Nur so 1-2mm. Insgesamt fehlte jedoch glatt ein Zentimeter, weshalb ich eine längere Schraube nehmen und 2 Kontermuttern aufschrauben musste, da der Federweg nicht mehr reichte.
Die Monozellen liefern genug Saft, um die Schaltung eine Woche lang bei voller Lautstärke zu betreiben.

Sprache

Es gibt 24 Dateien für die Stunden von 0 bis 23Uhr, 60 Minutendateien für die Minuten 0..59 und 6 Sekundendateien für 0,10,20..50 Sekunden. Dazu der Piepton und die Ansage "Beim nächsten Ton ist es". Der Piepton (880Hz, 300ms) wurde mit einem Software-Sinusgenerator erzeugt. Die 91 Texte hat freundlicherweise meine Tochter in ein H1Zoom Aufnahmegerät gesprochen. Es war eine Heidenarbeit, die kontinuierliche Aufnahme in exakt passende Schnipsel zu zerteilen. Das Ganze mussten wir 2 Mal machen, da die Übergänge beim ersten Mal unnatürlich wirkten. Ein riesige Problem war die gleichmäßige Aussteuerung. Über 90 Sätze lang die Lautstärke gleich zu halten hat einfach nicht geklappt. Also wurden die vereinzelten Dateien hinterher gleichgezogen.
Auch ist es mehrfach vorgekommen, dass sie sich verzählt hat. Wurde natürlich rausgeschnitten. Aber wenn man genau hinhört, hört man ihr "Grinsen" über den Versprecher noch in den nächsten Texten.

Spracherzeugung

Die Sprache wird mit einem MP3-Modul vom Typ WT5001 erzeugt (im Bild die grüne Platine oben). Dazu befinden sich die 92 Sprachschnipsel auf der eingeschobenen SD-Karte. Das Modul bekommt seine Anweisungen über eine serielle Schnittstelle. Damit kannn der Arduino dem Modul mitteilen, welche Datei es abspielen soll. Auch die Lautstärke kann man damit einstellen.

Die blaue Platine darunter ist ein Arduino Nano Modul, welches die gesamte Steuerung übernimmt.

Die Software decodiert die aktuelle Zeit von einem Funkuhrenempfänger und baut in Eechtzeit die einzelnen Sprachschnipsel zu einem Satz der Art "Beim nächsten Ton ist es 15 Uhr, 23 Minuten und 10 Sekunden - Piep" zusammen. Dazu startet sie eine Sprachdatei, wartet bis der WT5001 "Habe fertig" meldet und spielt dann den nächsten Teil der Ansage.

Damit der Pieps auch genau richtig kommt, egal ob der Text länger oder kürzer ist, beginnt der Text immer 1s nach dem Pieps. Nach dem Text wird dann gewartet, bis die Sekundenzahl durch 10 teilbar ist und dann der Pieps gestartet. Das haut sowohl für "dreiundzwanzig Uhr, dreiundzwanzig Minuten und fünfzig Sekunden", wie auch für "ein Uhr, eine Minute und null Sekunden" hin ohne allzu langgezogen oder dicht gedrängt zu klingen.
Unten auf der Lochrasterkarte ist ein Step-Down Wandler, der aus den rund 12V der Monozellen saubere 5V für den Arduino und das WT5001 Modul erzeugt.
Die schwarze quadratische Platine auf der linken Seite ist ein kleiner Class-D Verstärker PAM8610, der die 12V braucht und 2x 15Watt raushaut. Zu Anfang war da noch ein Kleinleistungsverstärker aus einem LM386 Chip in Gebrauch (der schwarze 8-Füßler oben rechts), der war mir aber mit seinen 500mW zu leise. Als Lautsprecher dient ein 100W Breitbandlautsprecher, der seine Sache echt gut macht:

Zeitempfang

Die aktuelle Zeit wird über einen DCF-77 Empfänger empfangen. Der braucht aber keine 5V sondern 1,2 bis maximal 3,3V. Diese Spannung habe ich mit einem Vorwiderstand und einer weißen LED als Zenerdiode erzeugt. Ein kleiner Elko parallel zu einem KerKo dient als Puffer. Das Ausgangssignal wurde über einen Transistor dann wieder auf 5V angehoben.
Die Schaltung habe ich schön weit weg von der Spracherzeugung angebracht, um Einstrahlungen in die Antenne möglichst gering zu halten.

Hier der Drahtigel im Detail:

Da die Spannungsversorgung leider gelegentlich mal einen Wackler hat, insbesondere wenn man das Rohr bewegt, habe ich ein paar rumliegende Elkos parallel zu den Monozellen geschaltet (Mitte des Bildes). Dann stürzte wenigstens der Arduino nicht mehr ab, wenn man etwas an der Kontaktschraube gewackelt hat.

Download

Die Arduino-Firmware und die Sounddateien habe ich in ein Archiv zur freien Verwendung gepackt:

169zeitansage.zip